FR3002046A1 - Procede et dispositif de mesure pour des applications de resonance magnetique - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de mesure pour des applications de résonance magnétique comportant : - dans un boîtier de mesure (12) : • un capteur de mesure (15) des champs magnétiques radiofréquence, • un capteur de mesure (20) des gradients de champ magnétique, • un capteur de mesure (40) du champ électrique radiofréquence, • un étage de conversion des signaux électriques délivrés par les différents capteurs de mesure, en des signaux lumineux, - une unité de commande et de traitement des signaux, reliée à l'étage de conditionnement du boîtier de mesure (12) par l'intermédiaire d'un faisceau de transmission des signaux lumineux, cette unité comportant un étage de conversion des signaux lumineux en signaux électriques délivrés par les capteurs.

Description

La présente invention concerne le domaine technique de la résonance magnétique et en particulier les appareils de RMN (Résonance Magnétique Nucléaire, d'IRM (Imagerie par Résonance Magnétique) et/ou de SRM (Spectroscopie de Résonance Magnétique).

La présente invention concerne plus particulièrement le domaine des instruments ou des dispositifs adaptés pour mesurer les champs électromagnétiques radiofréquences et, les gradients de champ magnétique ainsi que le champ magnétique statique appliqués à un objet à étudier par résonance magnétique.

Les appareils de RMN, d'IRM et/ou de SRM sont des instruments complexes qui mettent en oeuvre des champs magnétiques radiofréquence et des gradients de champ magnétique pour créer des images et/ou des spectres d'une région de l'objet ou du corps à étudier. Ces champs sont créés et organisés au rythme de séquences temporelles dont le chronogramme théorique est décrit dans la littérature pour des familles génériques de séquences. Toutefois, la variabilité de ces séquences est extrême et dépend des fabricants de ces appareils. Hormis les informations évidentes (temps de répétition, temps d'écho, type de séquence), les détails des séquences utilisées ne sont pas connus. Ainsi, il est bien difficile de connaître précisément les occurrences, les durées et les amplitudes des champs utilisés. Pourtant ces informations sont indispensables à connaître afin de quantifier les signaux recueillis et donc les images obtenues. Outre les champs mentionnés plus haut, la création du champ magnétique radiofréquence d'excitation implique l'existence d'un champ électrique à la même fréquence qui peut être d'amplitude importante et potentiellement dangereux pour le patient. Sa mesure est donc également précieuse. En effet, plus l'intensité du champ magnétique des appareils d'IRM augmente et conséquemment la fréquence de travail, plus le dépôt d'énergie dans le patient s'accroit également. Le respect des limites normatives devient essentiel. La mesure du SAR (Specific Absorption Rate) est ainsi réalisée en continu dans les appareils d'IRM cliniques. A nouveau, le résultat de cette mesure n'est pas directement accessible à l'utilisateur. Par ailleurs, même lorsque le chronogramme précis de la séquence est bien défini et connu de l'utilisateur de l'appareil, les champs créés ne suivent pas exactement la commande. En effet, diverses imperfections affectent la création de ces champs. L'uniformité spatiale du champ radiofréquence et/ou la linéarité des gradients de champ magnétique sont imparfaites. La commutation des gradients occasionne également la génération de courants de Foucault qui nuisent à la qualité du codage spatial de l'information. De même, les vibrations mécaniques des bobines de gradients ou encore des déséquilibres entre les bobinages de gradients peuvent distordre ce codage spatial. Si les balayages cartésiens du plan de Fourier restent assez résistants à ces imperfections, les balayages non cartésiens (en spirale par exemple) qui sont de plus en plus utilisés pour réduire les temps d'acquisition sont très sensibles à ces défauts. Il devient donc indispensable de mesurer précisément les trajectoires réellement suivies dans le plan de Fourier de l'image lors de ces balayages afin d'en tenir compte pour reconstruire les images. La connaissance de ces trajectoires nécessite à nouveau la mesure des champs magnétiques variables cités ci-dessus.

Pour accéder à ces informations, l'une des méthodes utilisées revient à connecter des instruments de mesure (oscilloscope) dans la salle technique aux différents amplificateurs de radiofréquence et de gradients sur des prises de contrôle prévues à cet effet. Cela suppose d'une part une compétence technique importante et d'autre part la possession d'appareils de mesure et de connecteurs appropriés ainsi que des modalités de connexion. Les gains des différents éléments doivent être fournis par le constructeur de l'appareil. De plus, la mesure des courants ne correspond pas à l'image exacte des champs créés par ces courants dans l'aimant. Dans l'état de la technique, il est également connu par la publication 30 « Concurrent Gradient and RF Sequence Monitoring - The MRI oscilloscope » qu'une partie des champs magnétiques appliqués à l'objet à examiner peut être mesurée et visualisée. Malgré tout dans cette technique, la mesure repose sur le phénomène de RMN et donc chaque capteur contient un échantillon possédant des protons capables de générer un signal de RMN une fois excité. Il s'agit donc d'associer à chaque capteur, un spectromètre RMN complet comprenant des moyens onéreux et complexes d'émission et de réception radiofréquence. Par ailleurs, pour mesurer les gradients de champ magnétique dans les trois directions de l'espace, des capteurs au nombre de six doivent être placés par paire. Ce système de mesure se substitue donc au patient ou objet à examiner. Enfin, la mesure des champs radiofréquence est indirecte et le champ électrique radiofréquence E n'est pas mesuré. La présente invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant un appareil de mesure pour des applications de résonance magnétique, adapté pour mesurer de manière simple et fiable, les champs électromagnétiques radiofréquences et les gradients de champ magnétique réellement appliqués à un objet à examiner par résonance magnétique. Pour atteindre un tel objectif, le dispositif de mesure pour des applications de résonance magnétique, comporte trois axes de mesures correspondant à l'axe d'un champ magnétique principal et aux deux axes transversaux d'un espace fermé ou semi-ouvert dans lequel sont créés des champs électromagnétiques radiofréquences et des gradients de champ magnétique. Selon l'invention, le dispositif comporte : - dans un boîtier de mesure : - un capteur de mesure des champs magnétiques radiofréquence comportant un assemblage de bobines radiofréquences pour mesurer les composantes magnétiques selon les deux axes transversaux, - un capteur de mesure des gradients de champ magnétique comportant trois ensembles de bobines pour mesurer les gradients de champ magnétique respectivement selon les trois axes de mesure, - un capteur de mesure du champ électrique radiofréquence comportant deux fils conducteurs électriques indépendants montés de manière alignée en étant entourés chacun d'un matériau à forte permittivité diélectrique relative, - un étage de conditionnement des signaux électriques délivrés par le capteur de mesure des champs magnétiques radiofréquence, par le 5 capteur de mesure des gradients de champ magnétique, par le capteur de mesure du champ électrique radiofréquence, - un étage de conversion des signaux électriques délivrés par les différents capteurs de mesure, en des signaux lumineux, - une source d'alimentation électrique des étages de 10 conditionnement et de conversion, - une unité de commande et de traitement des signaux, reliée à l'étage de conditionnement du boîtier de mesure par l'intermédiaire d'un faisceau de transmission des signaux lumineux, cette unité comportant un étage de conversion des signaux lumineux en signaux électriques reliés à des 15 moyens pour piloter en synchronisme, l'acquisition des signaux électriques délivrés par les capteurs de mesure et correspondant aux forces électromotrices créées par les différents champs à l'intérieur de l'espace, - des moyens d'affichage et/ou d'enregistrement des signaux électriques délivrés par les capteurs. 20 De plus, le dispositif selon l'invention peut présenter en outre en combinaison au moins l'une et/ou l'autre des caractéristiques additionnelles suivantes : - pour le capteur de mesure du champ électrique radiofréquence, le matériau entourant les fils conducteurs présente une permittivité diélectrique 25 relative > 50, - les fils conducteurs électriques sont de longueurs sensiblement égales et présentent à leurs extrémités voisines, des bornes de connexion à l'étage de conditionnement, - le capteur de mesure des champs magnétiques radiofréquence, 30 l'assemblage de bobines comporte une bobine plane en forme de papillon et une bobine plane s'étendant parallèlement à la bobine en papillon en étant centrée par rapport à cette dernière, - un capteur pour mesurer le champ magnétique principal et ses variations comportant deux bobines de type Helmholtz pour mesurer les variations du champ magnétique principal et une cellule à effet Hall pour évaluer le champ magnétique principal en amplitude et direction, - le capteur pour mesurer les variations du champ magnétique principal comporte deux bobines s'inscrivant dans un cylindre de montage dans lequel s'étendent également les trois ensembles de bobines du capteur de mesure des gradients de champ magnétique, l'assemblage des bobines radiofréquences planes du capteur de mesure des champs magnétiques radiofréquence étant positionné à l'intérieur du cylindre de montage, - les fils conducteurs électriques du capteur de mesure du champ électrique radiofréquence s'étendent parallèlement à l'axe du cylindre de montage. Un autre objet de l'invention est de proposer une méthode simple et 15 fiable pour mesurer les champs électromagnétiques radiofréquences et les gradients de champ magnétique réellement appliqués à un objet à examiner par résonance magnétique. Pour atteindre un tel objectif, le procédé de mesure pour mesurer des champs électromagnétiques radiofréquences et des gradients de champ 20 magnétique engendrés à l'intérieur d'un espace permettant la mise en oeuvre d'applications de résonance magnétique sur un objet, consiste : - à positionner à l'intérieur de l'espace dans lequel l'objet d'étude est placé, le boîtier de l'appareil de mesure selon l'invention, comportant des capteurs de mesure de l'image des champs électromagnétiques 25 radiofréquences et des gradients de champ magnétique appliqués sur l'objet, - à piloter lors de l'apparition dans les capteurs de l'appareil de mesure, des forces électromotrices créées par les différents champs appliqués sur l'objet, l'acquisition en synchronisme des mesures des capteurs de l'appareil de mesure, 30 - et à enregistrer et/ou afficher les champs magnétiques radiofréquences, les gradients de champ magnétique et le champ électrique radiofréquence.

De plus, le procédé selon l'invention peut consister en outre en combinaison au moins l'une et/ou l'autre des caractéristiques additionnelles suivantes : - à partir de la mesure du champ électrique radiofréquence, à évaluer la dose d'énergie spécifique, - à partir des mesures réalisées, à réaliser des corrections des images ou des spectres obtenus. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La Figure 1 est un schéma de principe d'un appareil de résonance magnétique équipé d'un dispositif de mesure conforme à l'invention. La Figure 2 illustre en perspective une forme de réalisation des différents capteurs de mesure d'un boîtier de mesure faisant partie du dispositif de mesure conforme à l'invention. La Figure 3 illustre un exemple de réalisation d'un capteur de mesure des champs magnétiques radiofréquences. Les Figures 4 à 6 sont des vues en perspective illustrant des bobines pour mesurer des gradients de champ magnétique selon trois axes différents 20 de mesure. La Figure 7 est une vue d'un exemple de réalisation d'un capteur de mesure du champ électrique radiofréquence. Tel que cela ressort de la Fig. 1, l'objet de l'invention concerne un dispositif de mesure 1 pour un appareil de résonance magnétique 2, de tous 25 types connus en soi, tels que de RMN, d'IRM ou de SRM. De manière classique, l'appareil de résonance magnétique 2 comporte un système d'aimants 3 adapté pour générer un champ magnétique principal statique Bo à l'intérieur d'un espace 4 dans lequel est positionné un objet 5 à examiner, tel un corps humain ou animal. 30 L'appareil de résonance magnétique 2 comporte également des bobines de gradient 6 alimentées par un bloc d'alimentation 7, pour générer trois autres champs magnétiques ayant un gradient dans les directions x, y, z définissant un système de coordonnées perpendiculaires. Ainsi, à l'intérieur de l'espace 5, sont créés des gradients de champs magnétiques selon les axes x, y et z. L'appareil de résonance magnétique 2 comporte également une ou plusieurs bobines émettrices radiofréquence 9 servant à générer des impulsions RF d'excitation magnétique. Cette bobine émettrice radiofréquence 9 est reliée classiquement à un circuit d'émission et à une unité de contrôle 10. Cet appareil de résonance magnétique 2 possède une architecture telle que l'espace 4 qui se présente soit sous la forme d'un espace fermé tel un tunnel dont l'axe longitudinal z selon lequel l'objet 5 est placé, correspond à l'axe du champ magnétique principal, soit sous la forme d'un espace semi-ouvert à accès transversal dans lequel l'axe z du champ magnétique principal est perpendiculaire à l'objet 5. Le champ B1 magnétique radiofréquence d'émission est perpendiculaire à l'axe du champ magnétique principal Bo et peut donc s'établir selon l'un ou l'autre ou les deux axes transversaux x ou y. L'appareil de résonance magnétique 2 n'est pas décrit de manière plus détaillée car il est bien connu de l'homme du métier et ne fait pas partie précisément de l'objet de l'invention.

Dans la représentation choisie sur les dessins, la plus commune, l'axe principal de l'objet 5 à examiner est parallèle à l'axe du champ magnétique principal statique BO. Cette disposition conditionne la géométrie des bobines de gradient 6, des bobines émettrices et réceptrices 9 mais également la géométrie des capteurs conformes à l'invention décrite ci-après. Bien entendu, il existe d'autres configurations d'appareils de résonance magnétique qui créent un champ magnétique qui n'est pas colinéaire à l'axe du patient. Dans ce cas, les géométries sont différentes ainsi que pour les capteurs conformes à l'invention. Toutefois, à partir de la description donnée dans la suite de la description, un homme de l'art est à même de transposer la description de l'invention pour s'adapter à d'autres configurations d'appareils de résonnance magnétique.

Tel que cela ressort plus précisément de la Fig. 1, le dispositif de mesure 1 selon l'invention comporte un boîtier de mesure 12 destiné à être placé à l'intérieur de l'espace 4 dans lequel l'objet d'étude 5 est positionné. Ce boîtier de mesure 12 est relié par l'intermédiaire d'un faisceau de transmission 13, à une unité de commande et de traitement 14 des signaux, située à l'extérieur de l'espace 4. Le boîtier de mesure 12 est adapté pour mesurer une image des champs électromagnétiques engendrés à l'intérieur de l'espace 4. A cet effet, le boîtier de mesure 12 comporte comme illustré aux Fig. 2 10 et 3, un capteur 15 de mesure des champs magnétiques radiofréquences Bo comportant un assemblage de bobines radiofréquences 16, 17 pour mesurer les composantes magnétiques selon les deux axes transversaux x, y c'est-à-dire dans le plan x, y orthogonal à l'axe z du champ magnétique Bo. Il est à noter qu'une simple boucle placée dans la bobine d'émission 15 radiofréquence qui crée un champ B1 est le siège d'une force électromotrice e due à la variation de flux : ci). Bi Cos tw t] S e = -at ep Pour des champs B1 de quelques I_IT et des fréquences de l'ordre de la centaine de MHz (oe= 2 TC f), une surface S de l'ordre du cm2 permet de 20 recueillir des dizaines de mV à quelques V de signal radiofréquence. A champ plus faible, le capteur peut présenter plusieurs tours. Les champs B1 créés sont bien souvent en quadrature de sorte que deux assemblages de bobines 16, 17 permettent donc de recueillir les deux composantes du champ d'émission. De manière à garder une géométrie 25 plane, la mesure en quadrature peut se faire à l'aide d'une boucle en papillon 16. Ainsi, le capteur de mesure 15 peut comporter une bobine plane double en forme de papillon 16 et une bobine plane 17 s'étendant parallèlement à la bobine double, en étant centrée par rapport à cette dernière. La double bobine plane en forme de papillon 16, possède une 30 première boucle avec une première borne de connexion 161 située à une extrémité de cette première boucle et, une deuxième boucle placée à côté et reliée à la première boucle, en présentant une deuxième borne de connexion 162 à l'extrémité de cette deuxième boucle. La bobine plane 17 est réalisée sous la forme d'une boucle munie à ses deux extrémités placées côte à côte, de deux bornes de connexions 17i, 172. Le rapport des surfaces d'une bobine simple et d'une bobine en papillon dépend du volume sondé pour la mesure du champ B1. La bobine simple 17 et la bobine en papillon 16 sont superposées et parfaitement centrées (sur un circuit double face par exemple) pour éviter toute diaphonie entres les deux mesures. Il peut être envisagé de réaliser les bobines 16, 17 par trois spires de forme rectangulaire de l'ordre chacune de 1 cm de côté. Le boîtier de mesure 12 comporte également un capteur de mesure 20 des gradients de champ magnétique. Ce capteur de mesure 20 comporte comme illustré plus particulièrement par les Fig. 2, 4, 5 et 6, trois ensembles de bobines 21, 22, 23 pour mesurer les gradients de champ magnétique respectivement selon les trois axes de mesure x, y, z. Ainsi, trois ensembles de bobines 21, 22, 23 sont réalisés pour couvrir les trois axes x, y, z. La fréquence relativement faible des gradients de champ magnétique impose de multiplier les tours des bobines de mesure pour récupérer suffisamment de tension. Le principe de réciprocité émission-réception est exploité. Les gradients de champ magnétique nécessaires à la location spatiale du signal en IRM ou encore à la mesure de coefficients de diffusion en RMN sont créés par des bobinages de géométries connues. Pour mesurer ces gradients de champ, les trois ensembles de bobines sont similaires en réduction aux bobinages de gradients 6. Le capteur de mesure 20 mesure intrinsèquement un gradient de champ magnétique, de sorte que sa position dans l'espace est arbitraire du moment qu'il est placé dans une région dans laquelle le gradient de champ est créé et que son orientation est correcte.

Selon un exemple de réalisation illustré sur les dessins, le capteur de mesure 20 comporte - un premier ensemble de bobines 21 de type GOLAY pour mesurer le gradient dBz/dy selon l'axe y, constitué classiquement par deux paires de bobines et présentant des bornes de connexion 21a, 21b (Fig. 4), - un deuxième ensemble de bobines 22 de type GOLAY pour mesurer le gradient dBz/dx selon l'axe x, constitué classiquement par deux paires de bobines et présentant des bornes de connexion 22a, 22b (Fig. 5), - un troisième ensemble de bobines 23 de type MAXWELL pour mesurer le gradient dBz/dy selon l'axe z constitué par deux bobines reliées en série et présentant des bornes de connexion 23a, 23b (Fig. 6).

Selon une variante préférée de réalisation illustrée à la Fig. 2, les trois ensembles de bobines 21, 22, 23 sont montées pour s'inscrire dans un cylindre de montage 25. Avantageusement, l'assemblage des bobines radiofréquences planes du capteur de mesure 15 des champs magnétiques radiofréquences est positionné à l'intérieur du cylindre de montage 25.

Selon une caractéristique préférée de réalisation, le boîtier de mesure 12 comporte un capteur 30 pour mesurer le champ magnétique principal et ses variations. Ce capteur 30 comporte ainsi deux bobines de type Helmholtz 31 (Fig. 2 et 6) pour mesurer les variations du champ magnétique principal Bo et une cellule 32 à effet Hall pour évaluer le champ magnétique principal Bo en amplitude et direction. Les deux bobines de type Helmholtz 31 sont montées en série et présentent des bornes de connexions 31a, 31b. De manière avantageuse, les deux bobines 31 pour mesurer les variations du champ magnétique principal s'inscrivent également dans le cylindre de montage 25. De même, la cellule à effet Hall 32 est montée à l'intérieur du cylindre de montage 25 et son orientation est définie précisément par rapport à celles des capteurs 15, 20, 30 et 40. La cellule à effet Hall 32 permet ainsi de mesurer l'amplitude du champ magnétique principal Bo et donc d'en déduire la fréquence de travail de l'appareil pour adapter l'amplification des signaux provenant des capteurs de mesure 15 et 40 en relation avec leurs fonctions de transfert. Par ailleurs, la connaissance des deux angles (azimut et élévation) de l'ensemble des capteurs de mesure par rapport à l'axe du champ magnétique principal Bo de l'appareil permet de corriger par un simple calcul trigonométrique les valeurs mesurées par ces capteurs pour les replacer dans le repère du champ Bo ou de modifier l'alignement de l'ensemble du système de mesure pour l'aligner avec le champ magnétique principal Bo.

Le boîtier de mesure 12 comporte également un capteur de mesure 40 du champ électrique radiofréquence. Ce capteur 40 mesure les champs électriques engendrés dans l'espace 4 par le champ magnétique radiofréquence créé pour basculer l'aimantation nucléaire. Tel qu'illustré à la Fig. 7, ce capteur de mesure 40 comporte deux fils conducteurs électriques indépendants 41, 42 montés de manière alignée en étant entourés chacun par un matériau à forte permittivité diélectrique relative 43. Avantageusement, le matériau entourant les fils conducteurs 41, 42 présente une permittivité diélectrique relative > 50. Ainsi pour une fréquence du champ électrique donnée, les longueurs d'onde 15 associées 1=, X0/( cali2 dans le capteur sont bien plus courtes que celles ?.0 du champ dans l'air et permettent donc de mesurer efficacement le champ électrique local avec un capteur de dimensions réduites. 20 Parmi les matériaux à forte permittivité, le plus simple est l'eau dont la permittivité relative est de l'ordre de 80 aux fréquences considérées. L'eau sous forme liquide est difficilement utilisable pour des raisons pratiques évidentes. Il est proposé de gélifier cette eau à l'aide d'agar agar. La solution d'eau et d'agar agar (à quelques pourcents) ainsi que d'une infime quantité 25 de conservateur (NaN3 par exemple) est portée à une température de 80 °C, le refroidissement à température ambiante fournit un gel solide dans lequel sont insérés les conducteurs électriques 41, 42 tels que des brins en cuivre. Avantageusement, le capteur de mesure 40 est monté dans le boîtier de manière que les fils conducteurs électriques 41, 42 du capteur de mesure 30 du champ électrique radiofréquence s'étendent parallèlement à l'axe du cylindre de montage 25.

Avantageusement, les fils conducteurs électriques 41, 42 sont de longueurs sensiblement égales. Ces fils conducteurs 41, 42 présentent à leurs extrémités voisines, des bornes de connexion 45, à un étage de conditionnement non représenté niais intégré à l'intérieur du boîtier 12.

D'une manière avantageuse, cet étage permet de conditionner les signaux électriques délivrés par les différents capteurs de mesure, à savoir par le capteur de mesure 15 des champs magnétiques radiofréquences, par le capteur de mesure 20 des gradients de champ magnétique, par le capteur 30 pour mesurer le champ magnétique principal et ses variations et par le capteur de mesure 40 du champ électrique radiofréquence. Le boîtier de mesure 12 comporte également un étage de conversion des signaux électriques délivrés par les différents capteurs de mesure 15, 20, 30, 40 en des signaux lumineux. Bien entendu, le boîtier de mesure 12 comporte une source d'alimentation électrique pour les étages de conditionnement et de conversion. A titre d'exemple, le boîtier de mesure 12 présente des dimensions réduites de l'ordre de 12 cm de long, 8 cm de large par 4 cm de haut. Les signaux lumineux de mesure sont acheminés par l'intermédiaire du faisceau de transmission 13 à l'unité de commande et de traitement 14 sans être soumis à des perturbations liées aux champs créés à l'intérieur de l'espace 4. L'unité de commande et de traitement 14 est placée en tout endroit adapté en dehors de l'espace 4. Cette unité de commande et de traitement 14 comporte un étage de conversion des signaux lumineux en signaux électriques, relié à des moyens pour piloter en synchronisme, l'acquisition des signaux électriques délivrés par les capteurs de mesure. Il doit être considéré que le boîtier de mesure 12 est passif dans le sens où les mesures sont effectuées uniquement à partir de l'apparition dans l'un et/ou l'autre des capteurs de mesure d'une force électromotrice créée par les différents champs. Cette unité de commande et de traitement 14 comporte des moyens d'enregistrement et/ou d'affichage des signaux électriques délivrés par les capteurs. Ainsi, cette unité 14 permet d'enregistrer et/ou d'afficher les mesures du champ magnétique radiofréquence, des gradients de champ magnétique selon les trois axes, du champ électrique radiofréquence et/ou du champ magnétique principal et ses variations.

Il ressort de la description qui précède que le dispositif de mesure 1 selon l'invention permet de mesurer de manière homothétique, directement à l'intérieur de l'espace 4 dans lequel l'objet à examiner est positionné, les différents champs créés par un appareil de résonance magnétique 2. La mise en oeuvre du dispositif de mesure 1 selon l'invention découle directement de la description qui précède. Le boîtier de mesure 12 est placé à l'intérieur de l'espace 4, à proximité par exemple de l'objet 5 à examiner. Il est à noter que la taille réduite du boîtier de mesure 12 permet son positionnement à l'intérieur de l'espace 4 alors que l'objet 5 est également placé à l'intérieur de l'espace 4.

Il est rappelé que ce boîtier de mesure 12 est passif de sorte qu'une mesure est réalisée uniquement lors du fonctionnement de l'appareil de résonance magnétique 2 qui crée à l'intérieur de l'espace 4, des champs électromagnétiques radiofréquences et des gradients de champ magnétique. Lors de la génération de tels champs par l'appareil de résonance magnétique 2, des forces électromotrices sont créées dans l'un et/ou l'autre des capteurs de mesure du boîtier de mesure 1. Dès l'apparition d'une force électromotrice, l'unité de commande 14 pilote, en synchronisme, les différents capteurs de mesure du boîtier de mesure 12 afin de mesurer les signaux correspondants selon une base temporelle. Ces différents signaux sont affichés et/ou enregistrés de manière à connaître, par mesure homothétique, les champs magnétiques radiofréquences, les gradients de champ magnétique et le champ électrique radiofréquence. Ces mesures permettent de déterminer en synchronisme et en temps réel l'ensemble des champs radiofréquence, des gradients de champ magnétique et du champ principal réellement créés dans l'appareil de spectroscopie et/ou d'imagerie par RMN pendant l'examen. Ces informations sont utiles dans de nombreuses applications : lors du développement d'une séquence d'imagerie ou de spectroscopie une société développant ces appareils d'imagerie ou des chercheurs pour décoder la séquence complète des champs utilisés pour créer l'image ou le spectre de RMN recherché et contrôler rapidement et efficacement la bonne mise en oeuvre de la 5 séquence. A partir de la connaissance précise des champs réellement appliqués (balayage effectif de l'espace k, par exemple), il peut être envisagé de réaliser si nécessaire des corrections des images ou des spectres obtenus. De même, la mesure du champ électrique radiofréquence, permet d'évaluer la dose d'énergie spécifique (DAS ou SAR : Specific Absorption 10 rate) développée par la séquence selon les techniques connues de l'homme du métier. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1 - Dispositif de mesure pour des applications de résonance magnétique, comportant trois axes de mesures (x, y, a) correspondant à l'axe (3) d'un champ magnétique principal et aux deux axes transversaux (x, y) d'un espace fermé ou semi-ouvert (4) dans lequel sont créés des champs électromagnétiques radiofréquences et des gradients de champ magnétique, caractérisé en ce qu'il comporte : - dans un boîtier de mesure (12) - un capteur de mesure (15) des champs magnétiques 10 radiofréquence comportant un assemblage de bobines radiofréquences (16, 17) pour mesurer les composantes magnétiques selon les deux axes transversaux (x, y), - un capteur de mesure (20) des gradients de champ magnétique comportant trois ensembles de bobines (21, 22, 23) pour mesurer les 15 gradients de champ magnétique respectivement selon les trois axes de mesure (x, y, z), - un capteur de mesure (40) du champ électrique radiofréquence comportant deux fils conducteurs électriques indépendants (41, 42) montés de manière alignée en étant entourés chacun d'un matériau à forte 20 permittivité diélectrique relative (43), - un étage de conditionnement des signaux électriques délivrés par le capteur de mesure (15) des champs magnétiques radiofréquence, par le capteur de mesure (20) des gradients de champ magnétique, par le capteur de mesure du champ électrique radiofréquence (40), 25 - un étage de conversion des signaux électriques délivrés par les différents capteurs de mesure, en des signaux lumineux, - une source d'alimentation électrique des étages de conditionnement et de conversion, - une unité de commande et de traitement (14) des signaux, reliée à 30 l'étage de conditionnement du boîtier de mesure (12) par l'intermédiaire d'un faisceau de transmission des signaux lumineux (13), cette unité comportant un étage de conversion des signaux lumineux en signauxélectriques reliés à des moyens pour piloter en synchronisme, l'acquisition des signaux électriques délivrés par les capteurs de mesure et correspondant aux forces électromotrices créées par les différents champs à l'intérieur de l'espace (4), - des moyens d'affichage et/ou d'enregistrement des signaux électriques délivrés par les capteurs.
2. 2 - Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour le capteur de mesure du champ électrique radiofréquence (40), le matériau (43) entourant les fils conducteurs (41, 42) présente une permittivité diélectrique relative > 50.
3. 3 - Dispositif de mesure selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les fils conducteurs électriques (41, 42) sont de longueurs sensiblement égales et présentent à leurs extrémités voisines, des bornes (45) de connexion à l'étage de conditionnement.
4. 4 - Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour le capteur de mesure (15) des champs magnétiques radiofréquence, l'assemblage de bobines comporte une bobine plane en forme de papillon (16) et une bobine plane (17) s'étendant parallèlement à la bobine en papillon en étant centrée par rapport à cette dernière.
5. 5 - Dispositif de mesure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (30) pour mesurer le champ magnétique principal et ses variations comportant deux bobines de type Helmholtz (31) pour mesurer les variations du champ magnétique principal (Bo) et une cellule (32) à effet Hall pour évaluer le champ magnétique principal (Bo) en amplitude et direction.
6. 6 - Dispositif de mesure selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capteur (30) pour mesurer les variations du champ magnétique principal comporte deux bobines (31) s'inscrivant dans un cylindre de montage (25) dans lequel s'étendent également les trois ensembles de bobines (21, 22, 23) du capteur de mesure (20) des gradients de champ magnétique, l'assemblage des bobines radiofréquences planes du capteur de mesure (15)des champs magnétiques radiofréquence étant positionné à l'intérieur du cylindre de montage.
7. 7 - Dispositif de mesure selon la revendication 6, caractérisé en ce que les fils conducteurs électriques (41, 42) du capteur de mesure (40) du champ électrique radiofréquence s'étendent parallèlement à l'axe du cylindre de montage.
8. 8 - Procédé pour mesurer des champs électromagnétiques radiofréquences et des gradients de champ magnétique engendrés à l'intérieur d'un espace (4) permettant la mise en oeuvre d'applications de 10 résonance magnétique sur un objet (5), le procédé consistant - à positionner à l'intérieur de l'espace (4) dans lequel l'objet d'étude (5) est placé, le boîtier (12) de l'appareil de mesure (1) conforme à la revendication 1, comportant des capteurs de mesure (15, 20, 40) de l'image des champs électromagnétiques radiofréquences et des gradients de 15 champ magnétique appliqués sur l'objet (5), - à piloter lors de l'apparition dans les capteurs de l'appareil de mesure (1), des forces électromotrices créées par les différents champs appliqués sur l'objet, l'acquisition en synchronisme des mesures des capteurs de l'appareil de mesure, 20 - et à enregistrer et/ou afficher les champs magnétiques radiofréquences, les gradients de champ magnétique et le champ électrique radiofréquence.
9. 9 - Procédé de mesure selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il consiste à partir de la mesure du champ électrique radiofréquence, à 25 évaluer la dose d'énergie spécifique. - Procédé de mesure selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste à partir des mesures réalisées, à réaliser des corrections des images ou des spectres obtenus. 30